DE102005049115B4

DE102005049115B4 - Optical sensor

Info

Publication number: DE102005049115B4
Application number: DE102005049115A
Authority: DE
Inventors: Paul Hartl; Klaus-Jürgen Stock; Jörg Hubert
Original assignee: Leuze Lumiflex GmbH and Co KG
Current assignee: Leuze Lumiflex GmbH and Co KG
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2005-10-14
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2025-10-15
Also published as: DE102005049115A1

Abstract

Optischer Sensor zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich (4), mit wenigstens einem Sendelichtstrahlen (5) emittierenden Sende wenigstens einem Empfangslichtstrahlen (6) empfangenden Empfänger (10) und mit wenigstens einer Rechnereinheit (13), in welcher in Abhängigkeit der Empfangssignale am Ausgang des wenigstens einen Empfängers ein binäres Objektfeststellungssignal generiert wird, wobei der wenigstens einen Rechnereinheit (13) wenigstens eine Sicherheitsausgangsschaltung (14) mit einem Halbleiter-Schalter (22) nachgeordnet ist, welcher mittels des Objektfeststellungssignals zur Generierung eines über einen Schaltausgang (20) ausgebbaren Schaltsignals zur Aktivierung und Deaktivierung eines Arbeitsgeräts schaltbar ist, wobei der Halbleiter-Schalter (22) durch in der wenigstens einen Rechnereinheit (13) generierte Steuersignale getestet wird und Überlastzustände des Halbleiter-Schalters (22) durch Auswertung dessen Ausgangssignale in der Sicherheitsausgangsschaltung (14) erfassbar sind, und wobei der Halbleiter-Schalter (22) bei Auftreten eines Fehlers durch eine Endstufe der wenigstens einen Sicherheitsausgangsschaltung in einen gegen Wiedereinschaltung gesicherten Verriegelungszustand überführt ist.optical Sensor for detecting objects in a surveillance area (4), with at least one transmitting light beam (5) emitting transmission at least a receiving light beam (6) receiving receiver (10) and at least one computer unit (13), in which depending the received signals at the output of the at least one receiver binary object detection signal is generated, wherein the at least one computer unit (13) at least a safety output circuit (14) with a semiconductor switch (22) is downstream, which by means of the object detection signal to generate an over a switching output (20) outputable switching signal for activation and deactivation of a working device is switchable, wherein the semiconductor switch (22) by in the at least one computer unit (13) generated Control signals is tested and overload conditions of the Semiconductor switch (22) by evaluating the output signals in the safety output circuit (14) are detectable, and wherein the semiconductor switch (22) when an error occurs by a Final stage of at least one safety output circuit in a locked against reclosing locked state is transferred.

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Sensor.The The invention relates to an optical sensor.

Derartige optische Sensoren werden insbesondere im Bereich der Sicherheitstechnik eingesetzt und dienen zur Überwachung von Gefahrenbereichen von Arbeitsgeräten wie zum Beispiel Abkantpressen, Robotern, fahrerlosen Transportsystemen.such Optical sensors are used in particular in the field of safety technology used and serve for monitoring of hazardous areas of equipment such as press brakes, Robots, driverless transport systems.

Mit dem vom optischen Sensor erfassten Überwachungsbereich wird der Gefahrenbereich an einem derartigen Arbeitsgerät überwacht. Dringt ein Objekt oder eine Person in den Überwachungsbereich ein, wird in der Auswerteeinheit des optischen Sensors ein entsprechendes Schaltsignal mit einem vorgegebenen Schaltzustand generiert, welches über einen Sicherheitsschaltausgang ausgegeben wird. Mit dem Schaltsignal wird das Arbeitsgerät abgeschaltet, das heißt deaktiviert, um eine Gefährdung von Personen auszuschließen. Liegt dagegen kein Eingriff in den Überwachungsbereich vor, so nimmt das Schaltsignal einen zweiten Schaltzustand ein, so dass das Arbeitsgerät eingeschaltet, das heißt aktiviert ist.With the monitored area covered by the optical sensor becomes the Hazardous area monitored on such a working device. Penetrate an object or a person in the surveillance area a, is in the evaluation of the optical sensor a corresponding Switching signal generated with a predetermined switching state, which via a Safety switching output is output. With the switching signal is the implement switched off, that is disabled to a hazard to exclude from persons. On the other hand, if there is no intervention in the surveillance area, then takes the switching signal enters a second switching state, so that the implement is switched on, that is activated is.

Bei stationären Anwendungen zur Sicherung von Arbeitsgeräten werden insbesondere als Lichtgitter ausgebildete optische Sensoren eingesetzt. Ein derartiges Lichtgitter ist beispielsweise aus der DE 39 39 191 A1 bekannt.In stationary applications for securing work equipment in particular designed as a light grid optical sensors are used. Such a light grid is for example from the DE 39 39 191 A1 known.

Bei stationären und insbesondere auch bei mobilen Anwendungen werden zur Gefahrenbereichsabsicherung insbesondere auch als Flächendistanzsensoren ausgebildete optische Sensoren eingesetzt. Ein derartiger Flächendistanzsensor ist beispielsweise aus der DE 19 917 509 C1 bekannt. Der Flächendistanzsensor besteht im Wesentlichen aus einem Distanzsensor mit einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender und einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger. Die Distanzmessung erfolgt dabei nach dem Laufzeitverfahren, das bildende Verriegelungsschaltung zur Verriegelung des Halbleiter-Schalters (22) ansteuerbar ist.

4. Optischer Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsschaltung als Bestandteil der Sicherheitsausgangsschaltung (14) von zwei Transistoren (28, 29) gebildet ist.
5. Optischer Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsausgangsschaltung (14) eine Konstantstromquelle aufweist, welche mit einer Versorgungsspannung gespeist wird, und welche einen maximalen Strom für den Halbleiter-Schalter (22) definiert.
6. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiter-Schalter (22) durch Kurzschließen in den Verriegelungszustand überführbar ist.
7. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsausgangsschaltung (14) Schaltmittel (41) zur Verriegelung des Halbleiter-Schalters (22) aufweist.
8. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass über wenigstens einen Ausgang der Rechnereinheit (13) Steuersignale auf den Halbleiter-Schalter (22) ausgebbar sind, wobei die dadurch generierten Mess-Signale zur Funktionsüberprüfung des Halbleiter-Schalters (22) in die Rechnereinheit (13) rücklesbar sind.
9. Optischer Sensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch Analyse der Signalform der Mess-Signale in der Rechnereinheit (13) die Funktion des Halbleiter-Schalters (22) überprüfbar ist.
10. Optischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinheit (13) von einem digitalen Signalprozessor gebildet ist.

In stationary and in particular also in mobile applications, optical sensors, which are designed as areal distance sensors, are used in particular for safeguarding against danger zones. Such a surface distance sensor is for example from DE 19 917 509 C1 known. The area distance sensor essentially consists of a distance sensor with a transmitting light beam emitter and a receiving light beam receiving receiver. The distance measurement is carried out according to the transit time method, the forming latch circuit for locking the semiconductor switch ( 22 ) is controllable.

4. An optical sensor according to claim 3, characterized in that the locking circuit as part of the safety output circuit ( 14 ) of two transistors ( 28 . 29 ) is formed.
5. An optical sensor according to claim 4, characterized in that the safety output circuit ( 14 ) has a constant current source which is supplied with a supply voltage and which has a maximum current for the semiconductor switch ( 22 ) Are defined.
6. Optical sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the semiconductor switch ( 22 ) can be converted by short-circuiting in the locking state.
7. Optical sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the safety output circuit ( 14 ) Switching means ( 41 ) for locking the semiconductor switch ( 22 ) having.
8. Optical sensor according to one of claims 1 to 7, characterized in that via at least one output of the computer unit ( 13 ) Control signals to the semiconductor switch ( 22 ) can be output, wherein the measurement signals generated thereby for functional testing of the semiconductor switch ( 22 ) in the computer unit ( 13 ) are readable.
9. An optical sensor according to claim 8, characterized in that by analyzing the waveform of the measuring signals in the computer unit ( 13 ) the function of the semiconductor switch ( 22 ) is verifiable.
10. Optical sensor according to one of claims 1 to 9, characterized in that the computer unit ( 13 ) is formed by a digital signal processor.

Die DE 103 27 888 A1 als nachveröffentlichter Stand der Technik betrifft eine Schutzeinrichtung für eine Maschine, welche ein erstes Maschinenteil aufweist, welches Arbeitsbewegungen gegen ein zweites Maschinenteil ausführt, sowie eine mit dem ersten Maschinenteil mitbewegte optische Sensoranordnung zur Überwachung eines Schutzbereichs. Die optische Sensoranordnung weist eine Sendereinheit zur Generierung von im Schutzbereich verlaufenden Projektionslichtstrahlen auf, wobei bei freiem Schutzbereich die Projektionslichtstrahlen auf ein Projektionsmedium als Projektionsmuster abgebildet werden, welche mittels einer Kamera erfassbar sind. In einer Auswerteeinheit wird ein Objektfeststellungssignal generiert, falls das Projektionsmuster von der Kamera nicht vollständig erfasst wird.The DE 103 27 888 A1 as post-published prior art relates to a protective device for a machine having a first machine part, which performs working movements against a second machine part, as well as a mitbewegte with the first machine part optical sensor arrangement for monitoring a protection area. The optical sensor arrangement has a transmitter unit for generating projecting light beams extending in the protected area, with the projection light beams being projected onto a projection medium as a projection pattern in free protection area, which can be detected by means of a camera. In an evaluation unit, an object detection signal is generated if the projection pattern is not completely detected by the camera.

Die DE 103 23 324 A1 als nachveröffentlichter Stand der Technik betrifft einen optischen Sensor zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich mit wenigstens einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender, wenigstens einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger und mit einer Auswerteeinheit, in welcher in Abhängigkeit der Empfangssignale am Ausgang des Empfängers ein Schaltsignal generiert wird, welches über wenigstens einen Sicherheitsschaltausgang zur Steuerung eines Arbeitsgerätes ausgegeben wird. In der Auswerteeinheit wird wenigstens ein Meldesignal generiert, an einen einkanaligen Meldeausgang ausgelesen, in die Auswerteeinheit zurückgelesen und dort mit vorgegebenen Sollwerten verglichen. Bei einer Abweichung der Istwerte von den Sollwerten wird in der Auswerteeinheit ein Deaktivierungssignal für den Sicherheitsschaltausgang und/oder den Meldeausgang generiert.The DE 103 23 324 A1 as a post-published prior art relates to an optical sensor for detecting objects in a surveillance area with at least one transmitting light beam emitting transmitter, at least one receiving light beam receiving receiver and an evaluation unit, in which depending on the received signals at the output of the receiver, a switching signal is generated via at least one safety switching output for controlling a working device is output. In the evaluation unit, at least one message signal is generated, read out to a single-channel message output, read back into the evaluation unit and there compared with predetermined setpoints. If the actual values deviate from the desired values, a deactivation signal for the safety switching output and / or the reporting output is generated in the evaluation unit.

Die DE 199 51 165 C1 betrifft einen optischen Sensor zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich mit einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender, einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger sowie einer Auswerteeinheit, in welcher in Abhängigkeit der Empfangssignale am Ausgang des Empfängers wenigstens einen Schaltausgang ausgebbar ist. Die Auswerteeinheit weist jeweils einen Anschluss für die positive und negative Betriebsspannung auf, wobei eine externe Last über Leitungen zwischen dem Schaltausgang einerseits und dem Anschluss für die positive oder negative Betriebsspannung andererseits anschließbar ist. Die Auswerteeinheit weist einen integrierten Schaltkreis auf, in welchem der Schaltausgang mit dem Anschluss für die positive Betriebsspannung über einen ersten Schalter gekoppelt ist und der Schaltausgang mit dem Anschluss für die negative Betriebsspannung über einen zweiten Schalter gekoppelt ist. Die Schalter sind über ein Steuersignal steuerbar, so dass wenigstens einer der Schalter in Abhängigkeit des binären Schaltsignals gesteuert ist und höchstens einer der Schalter einen unveränderlichen Schaltzustand aufweist.The DE 199 51 165 C1 relates to an optical sensor for detecting objects in a surveillance area with a transmitting light beam emitting transmitter, a receiving light beam receiving receiver and an evaluation unit, in which at least one switching output can be output depending on the received signals at the output of the receiver. The evaluation unit has in each case a connection for the positive and negative operating voltage, wherein an external load via lines between the switching output on the one hand and the connection for the positive or negative operating voltage on the other hand can be connected. The evaluation unit has an integrated circuit, in which the switching output is coupled to the connection for the positive operating voltage via a first switch and the switching output is coupled to the connection for the negative operating voltage via a second switch. The switches are controllable via a control signal, so that at least one of the switches is controlled as a function of the binary switching signal and at most one of the switches has a fixed switching state.

Die DE 103 04 054 A1 betrifft einen optischen Sensor zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich mit wenigstens einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sender, wenigstens einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger und einer Auswerteeinheit zur Auswertung der am Ausgang des Empfängers anstehenden Empfangssignale. Dabei sind mehrere Sicherheitsschaltausgänge vorgesehen, über welche jeweils ein Schaltsignal zur Steuerung eines Arbeitsgerätes ausgebbar ist. Die Schaltzustände eines Schaltsignals sind jeweils in Abhängigkeit der Detektion eines Objektes innerhalb wenigstens eines Schutzfeldes als Teil des Überwachungsbereichs bestimmt.The DE 103 04 054 A1 relates to an optical sensor for detecting objects in a surveillance area with at least one transmitting light beam emitting transmitter, at least one receiving light beam receiving receiver and an evaluation unit for evaluating the pending at the output of the receiver receive signals. Several safety switching outputs are provided, via which in each case a switching signal for controlling a working device can be output. The switching states of a switching signal are each determined as a function of the detection of an object within at least one protective field as part of the monitoring area.

Die DE 10 2004 005 460 A1 betrifft eine optoelektronische Vorrichtung zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich mit einer Empfängereinheit, bestehend aus wenigstens einer Empfängerzeile mit einer linearen Anordnung von Empfangselementen, mit einer Auswerteeinheit zur Auswertung von an den Ausgängen der Empfangselemente anstehenden Empfangssignalen, und mit einem den Überwachungsbereich begrenzenden Kontrastmuster, welches auf die Empfängerzeile abgebildet ist. Die dem Kontrastmuster entsprechenden Empfangselemente werden in einem Einlernvorgang in der Auswerteeinheit als Referenzsignale abgespeichert. Während einer auf den Einlernvorgang folgenden Betriebsphase in der Auswerteeinheit als Referenzsignale abgespeichert. Während einer auf den Einlernvorgang folgenden Betriebsphase in der Auswerteeinheit wird durch Vergleich von aktuell registrierten Empfangssignalen mit den Referenzsignalen ein Objektfeststellungssignal generiert.The DE 10 2004 005 460 A1 relates to an optoelectronic device for detecting objects in a surveillance area with a receiver unit, comprising at least one receiver line with a linear array of receiving elements, with an evaluation unit for evaluating received at the outputs of the receiving elements received signals, and with a monitoring range limiting contrast pattern, which is mapped to the recipient line. The receiving elements corresponding to the contrast pattern are stored as reference signals in a learning process in the evaluation unit. During an operating phase following the teach-in process, the evaluation unit is stored in the evaluation unit as reference signals. During an operating phase following the teaching process in the evaluation unit, an object detection signal is generated by comparison of currently registered reception signals with the reference signals.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen optischen Sensor der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welchem mit möglichst geringem Aufwand eine sichere Signalausgabe gewährleistet ist.Of the Invention is the object of an optical sensor of to provide the aforementioned type, in which as possible low cost a secure signal output is guaranteed.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.to solution This object, the features of claim 1 are provided. advantageous embodiments and appropriate training The invention are described in the subclaims.

Der erfindungsgemäße optische Sensor dient zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich. Dieser optische Sensor weist wenigstens einen Sendelichtstrahlen emittierenden Sender, einen Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger und eine Rechnereinheit auf, in welcher in Abhängigkeit der Empfangssignale am Ausgang des wenigstens einen Empfängers ein binäres Objektfeststellungssignal generiert wird. Der Rechnereinheit ist wenigstens eine Sicherheitsausgangsschaltung mit einem Halbleiter-Schalter nachgeordnet, welcher mittels des Objektfeststellungssignals zur Generierung eines über einen Schaltausgang ausgehbaren Schaltsignals zur Aktivierung wird Deaktivierung eines Arbeitsgeräts schaltbar ist. Der Halbleiter-Schalter wird durch in der wenigstens einen Rechnereinheit generierte Steuersignale getestet. Überlastzustände des Halbleiter-Schalten sind durch Auswertung dessen Ausgangssignale in der Sicherheitsausgangsschaltung erfassbar. Der Halbleiter-Schalter ist bei Auftreten eines Fehlers durch eine Endstufe der wenigstens einen Sicherheitsausgangsschaltung in einen gegen Wiedereinschaltung gesicherten Verriegelungszustand überführt.Of the according to the invention optical Sensor is used to detect objects in a surveillance area. This optical sensor has at least one transmitted light beam emissive transmitter, a receiving light beam receiving receiver and a computer unit, in which depending on the received signals at the output of the at least one receiver, a binary object detection signal is generated. The computer unit is at least one safety output circuit arranged downstream of a semiconductor switch, which by means of Object detection signal for generating a via a Switching output outgoing switching signal for activation will be deactivation a working device is switchable. The semiconductor switch is characterized by in the at least a computer unit generated control signals tested. Overload conditions of the Semiconductor switching are by evaluating its output signals detected in the safety output circuit. The semiconductor switch is at occurrence of an error by a power amplifier of at least a safety output circuit in a secured against reclosing Locking state transferred.

Durch die selbsthaltende Verriegelung des Halbleiter-Schalters als Endstufe der Sicherheitsausgangsschaltung zur Ansteuerung des Ausgangs wird eine erhöhte Sicherheit bei der Aktivierung und Deaktivierung des Arbeitsgerätes erzielt. Dabei ist insbesondere vorteilhaft, dass bei fehlerhafter Funktion des Halbleiter-Schalters dieser unabhängig von der Funktion der Rechnereinheit sicher verriegelt bleibt.By the latching latch of the semiconductor switch as a final stage the safety output circuit for controlling the output becomes a increased Safety achieved during activation and deactivation of the implement. It is particularly advantageous that in case of erroneous function of the Semiconductor switch this regardless of the function of the computer unit securely locked.

Besonders vorteilhaft kann die Verriegelung des Halbleiter-Schalters nur durch Abschaltung der Versorgungsspannung oder durch Deaktivierung und anschließender Aktivierung von dem Halbleiterschalter zugeführten Steuersignale aufgehoben werden, wodurch eine unkontrollierte Aufhebung der Verriegelung des Halbleiter-Schalters und damit verbunden eine unkontrollierte Aktivierung des Arbeitsgerätes vermieden wird.Especially Advantageously, the locking of the semiconductor switch can only by Disconnection of the supply voltage or by deactivation and subsequent activation supplied from the semiconductor switch Control signals are canceled, causing an uncontrolled cancellation the locking of the semiconductor switch and connected to a Uncontrolled activation of the implement is avoided.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Halbleiter-Schalter neben seiner Schalterfunktion auch eine Sensorfunktion zur Erkennung von Überlastzuständen, insbesondere thermischer Überlastung, übernimmt. Durch die bei Auftreten von Überlastzuständen im Halbleiter-Schalter generierten Ausgangssignale wird der Halbleiter-Schalter durch die Sicherheitsausgangsschaltung verriegelt, das heißt das Arbeitsgerät deaktiviert und so in den sicheren Zustand überführt.Another essential advantage of the invention is that the semiconductor switch in addition to its switch function and a sensor function for detecting overload conditions, in particular thermal overload takes over. By the When overload conditions occur in the semiconductor switch generated output signals, the semiconductor switch is locked by the safety output circuit, that is, the implement disabled and so transferred to the safe state.

Zur weiteren Erhöhung der Funktionssicherheit weist die Sicherheitsausgangsschaltung Schaltmittel auf, mittels derer der Halbleiter-Schalter in den Verriegelungszustand überführt werden kann, falls dieser im Fehlerfall nicht innerhalb einer vorgegebenen Reaktionszeit abschaltet. Die Halbleiter-Schaltmittel können aus diskreten Bauteilen wie Relais oder Transistoren oder integrierten Bauteilen bestehen. Dabei kann mit diesen Halbleiter-Schaltmitteln der Halbleiter-Schalter insbesondere kurzgeschlossen oder gegen Masse geschaltet werden. Weiterhin kann mit den Halbleiter-Schaltmitteln auch eine Sicherung ausgelöst werden.to further increase the functional safety, the safety output circuit switching means on, by means of which the semiconductor switches are converted into the locking state can, if this is not within a predetermined error Response time switches off. The semiconductor switching means may be made discrete components such as relays or transistors or integrated Consist of components. It can with these semiconductor switching means the semiconductor switch in particular shorted or against Ground to be switched. Furthermore, with the semiconductor switching means also triggered a fuse become.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Halbleiter-Schalter durch in der Rechnereinheit generierte Steuersignale direkt getestet. Dabei ist insbesondere vorteilhaft, dass die bei der Testung generierten Signale des Halbleiter-Schalters direkt über einen Spannungsteiler in die Rechnereinheit rückgelesen und dort ausgewertet werden können. Besonders vorteilhaft wird dabei die gemessene Signalform der Signale des Halbleiter-Schalters zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Halbleiter-Schalters geprüft. Zweckmäßigerweise ist, hierzu die Rechnereinheit von einem digitalen Signalprozessor gebildet.In an advantageous embodiment The invention relates to the semiconductor switch through in the computer unit generated control signals tested directly. It is in particular advantageous in that the signals generated during the testing of the semiconductor switch directly above a voltage divider be read back into the computer unit and evaluated there can. The measured signal form of the signals is particularly advantageous of the semiconductor switch for evaluating the operability of the Semiconductor switch tested. Conveniently, is, this the computer unit of a digital signal processor educated.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Sicherheitsausgangsschaltung wenigstens eine Schutzdiode auf, die durch die in der Rechnereinheit generierten Steuersignale ausmessbar und damit überprüfbar ist. Mit dieser Schutzdiode können bei Auftreten von sogenannten Common-Mode-Fehlern Leckströme innerhalb der Sicherheitsausgangsschaltung begrenzt werden. Derartige Common-Mode-Fehler liegen vor, wenn bei einer an den Ausgang der Sicherheitsausgangsschaltung angeschlossenen Last und bei gekappter Masseverbindung der Sicherheitsausgangsschaltung diese dennoch noch Strom liefert.In a further advantageous embodiment, the safety output circuit at least one protective diode, by the in the computer unit generated control signals can be measured and thus verifiable. With this protection diode can at Occurrence of so-called common-mode errors Leakage currents within the safety output circuit be limited. Such common-mode errors are present when at one connected to the output of the safety output circuit Load and with disconnected earth connection of the safety output circuit this still supplies electricity.

Die Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The The invention will be explained below with reference to the drawings. It demonstrate:

1: Schematische Darstellung eines als Lichtgitter ausgebildeten optischen Sensors. 1 : Schematic representation of a designed as a light grid optical sensor.

2: Schematische Darstellung eines als Flächendistanzsensor ausgebildeten optischen Sensors. 2 : Schematic representation of a designed as a surface distance sensor optical sensor.

3: Erstes Ausführungsbeispiel einer Sicherheitsausgangsschaltung für die optischen Sensoren gemäß den 1 und 2. 3 : First exemplary embodiment of a safety output circuit for the optical sensors according to FIGS 1 and 2 ,

4: Zweites Ausführungsbeispiel einer Sicherheitsausgangsschaltung für die optischen Sensoren gemäß den 1 und 2. 4 : Second exemplary embodiment of a safety output circuit for the optical sensors according to FIGS 1 and 2 ,

1 zeigt schematisch den Aufbau eines als Lichtgitter ausgebildeten optischen Sensors 1. Das Lichtgitter weist eine Sendereinheit 2 und eine Empfängereinheit 3 auf, welche beidseits eines Überwachungsbereichs 4 in Abstand gegenüberliegend angeordnet sind. 1 schematically shows the structure of an optical sensor designed as a light grid 1 , The light grid has a transmitter unit 2 and a receiver unit 3 on which both sides of a surveillance area 4 are arranged opposite each other at a distance.

Die Sendereinheit 2 weist mehrere vertikal in Abstand angeordnete, Sendelichtstrahlen 5 emittierende Sender 6 auf, die in einem ersten Gehäuse 7 angeordnet sind. Die identisch ausgebildeten Sender 6 sind von Leuchtdioden gebildet und liegen hinter einem Fenster 8, durch welches die Sendelichtstrahlen 5 in den Überwachungsbereich 4 geführt sind. Zur Strahlformung der Sendelichtstrahlen 5 können den Sendern 6 nicht dargestellte Sendeoptiken nachgeordnet sein.The transmitter unit 2 has a plurality of vertically spaced, transmitted light beams 5 emitting transmitters 6 on that in a first case 7 are arranged. The identically designed transmitter 6 are formed by LEDs and are behind a window 8th through which the transmitted light rays 5 in the surveillance area 4 are guided. For beam shaping of the transmitted light beams 5 can the broadcasters 6 be subordinate not shown transmitting optics.

Die Ansteuerung der Sender 6 erfolgt über eine Sendersteuereinheit 9. Die Sendersteuereinheit 9 besteht aus einem Mikroprozessorsystem oder dergleichen. Die Sender 6 werden dabei zyklisch nacheinander aktiviert.The control of the transmitter 6 via a transmitter control unit 9 , The transmitter control unit 9 consists of a microprocessor system or the like. The transmitters 6 are activated cyclically one after the other.

Die Empfängereinheit 3 weist mehrere vertikal in Abstand angeordnete Empfänger 10 auf, die in einem zweiten Gehäuse 11 angeordnet sind. Die identisch ausgebildeten Empfänger 10 sind von Photodioden gebildet und liegen hinter einem weiteren Fenster 12, durch welches die Sendelichtstrahlen 5 aus dem Überwachungsbereich 4 auf die Empfänger 10 geführt sind. Zur Fokussierung der Sendelichtstrahlen 5 auf die Empfänger 10 können den Empfängern 10 nicht dargestellte Empfangsoptiken vorgeordnet sein.The receiver unit 3 has several vertically spaced receivers 10 on that in a second housing 11 are arranged. The identically designed receiver 10 are formed by photodiodes and are behind another window 12 through which the transmitted light rays 5 from the surveillance area 4 on the receiver 10 are guided. For focusing the transmitted light beams 5 on the receiver 10 can the recipients 10 not shown receiving optics upstream.

Die Auswertung der an den Ausgängen der Empfänger 10 anstehenden Empfangssignale sowie die Steuerung des Betriebs der Empfänger 10 erfolgt in einer Empfängersteuereinheit, welche im einfachsten Fall von einer einzelnen Rechnereinheit 13 gebildet ist. Je nach Sicherheitsanforderung kann die Empfängersteuereinheit auch einen redundanten Aufbau bestehend aus zwei sich überwachenden Rechnereinheiten 13 aufweisen. Die oder jede Rechnereinheit 13 ist im vorliegenden Fall von einem digitalen Signalprozessor gebildet. Alternativ kann als Rechnereinheit 13 ein Microcontroller vorgesehen sein.The evaluation of the outputs of the receiver 10 pending received signals and the control of the operation of the receiver 10 takes place in a receiver control unit, which in the simplest case of a single computer unit 13 is formed. Depending on the security requirement, the receiver control unit can also have a redundant structure consisting of two monitoring computer units 13 exhibit. The or each computer unit 13 is formed in the present case of a digital signal processor. Alternatively, as a computer unit 13 a microcontroller may be provided.

Wie aus 1 ersichtlich entspricht die Anzahl der Sender 6 der Anzahl der Empfänger 10 des Lichtgitters. Dabei ist jeweils einem Sender 6 ein gegenüber liegender Empfänger 10 zugeordnet, auf welchen bei freiem Strahlengang die Sendelichtstrahlen 5 dieses Senders 6 auftreffen.How out 1 obviously the number of transmitters corresponds 6 the number of recipients 10 of the light grid. There is one transmitter each 6 an opposite receiver 10 assigned to which at free beam the transmitted light rays 5 this transmitter 6 incident.

Jeder Sender 6 und der diesem zugeordnete Empfänger 10 bildet eine Strahlachse des Lichtgitters. Die Strahlachsen definieren den Überwachungsbereich 4, der im vorliegenden Fall in einer vertikalen Ebene verläuft. Über die Sendersteuereinheit 9 und die Empfängersteuereinheit werden die einzelnen Strahlachsen einzeln nacheinander zyklisch aktiviert. Die Synchronisierung dieses Lichtgitterbetriebs erfolgt beispielsweise anhand den von dem ersten Sender 6 emittierten Sendelichtstrahlen 5, welchen eine individuelle Kodierung aufgeprägt ist, die sich von den Kodierungen der übrigen Sendelichtstrahlen 5 unterscheidet.Each transmitter 6 and the receiver associated with it 10 forms a beam axis of the light grid. The beam axes define the surveillance area 4 which in the present case runs in a vertical plane. About the transmitter control unit 9 and the receiver control unit, the individual beam axes are cyclically activated one after the other one after the other. The synchronization of this light grid operation takes place for example on the basis of the first transmitter 6 emitted transmitted light rays 5 which is imprinted with an individual coding which differs from the codes of the remaining transmitted light beams 5 different.

Generell kann der optische Sensor 1 gemäß 1 auch derart abgewandelt sein, dass die Sender 6 und Empfänger 10 in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sind, welches an einem Rand des Überwachungsbereiches 4 angeordnet ist. Bei freiem Strahlengang werden die von einem Sender 6 emittierten Sendelichtstrahlen 5 auf einen am gegenüberliegenden Rand des Überwachungsbereiches 4 angeordneten Reflektor geführt und von dort zurück zum zugeordneten Empfänger 10 reflektiert.In general, the optical sensor 1 according to 1 also be modified so that the transmitter 6 and receiver 10 are integrated in a common housing, which at one edge of the surveillance area 4 is arranged. When the beam path is free, that of a transmitter 6 emitted transmitted light rays 5 on one at the opposite edge of the surveillance area 4 arranged reflector out and from there back to the associated receiver 10 reflected.

Bei freiem Strahlengang des Lichtgitters treffen die Sendelichtstrahlen 5 sämtlicher Sender 6 ungehindert auf die zugeordneten Empfänger 10. Tritt ein Objekt oder eine Person in den Überwachungsbereich 4, so wird wenigstens eine Strahlachse des Lichtgitters zumindest teilweise unterbrochen. Ein derartiger Objekteingriff wird in der Auswerteeinheit 13 durch eine Schwellwertbewertung der Ausgangssignale der Empfänger 10 erfasst. Das dadurch generierte binäre Objektfeststellungssignal wird über eine Sicherheitsausgangsschaltung 14 ausgegeben. Je nach Sicherheitsanforderung kann die Sicherheitsausgangsschaltung 14 einen ein- oder mehrkanaligen Aufbau aufweisen.With free beam path of the light grid, the transmitted light rays hit 5 all stations 6 unhindered to the assigned receiver 10 , If an object or a person enters the surveillance area 4 , at least one beam axis of the light grid is at least partially interrupted. Such an object intervention is in the evaluation unit 13 by a threshold evaluation of the output signals of the receivers 10 detected. The binary object detection signal generated thereby is transmitted via a safety output circuit 14 output. Depending on the safety requirement, the safety output circuit 14 have a single or multi-channel structure.

Über die Sicherheitsausgangsschaltung 14 werden Schaltsignale zur Steuerung eines nicht dargestellten Arbeitsgerätes ausgegeben.About the safety output circuit 14 Switching signals are output to control a work unit, not shown.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines als Flächendistanzsensor ausgebildeten optischen Sensors 1. Der Flächendistanzsensor weist einen nach dem Lichtlaufzeitverfahren arbeitenden Distanzsensor auf. Der Distanzsensor besteht im Wesentlichen aus einem Sendelichtstrahlen 5 emittierenden Sender 6 und einem Empfangslichtstrahlen 15 empfangenden Empfänger 10. Der Sender 6 ist von einer Laserdiode gebildet, der Empfänger 10 besteht aus einer Photodiode. Zur Distanzmessung wird in der Auswerteeinheit 13 des optischen Sensors 1 die Lichtlaufzeit der vom Sender 6 emittierten, auf ein Objekt geführten Sendelichtstrahlen 5 und der vom Objekt reflektierten Empfangslichtstrahlen 15 ausgewertet. 2 shows an embodiment of an optical sensor designed as a surface distance sensor 1 , The area distance sensor has a distance sensor operating according to the time of flight method. The distance sensor essentially consists of a transmitted light beam 5 emissive transmitter 6 and a receiving light beam 15 receiving recipient 10 , The transmitter 6 is formed by a laser diode, the receiver 10 consists of a photodiode. For distance measurement is in the evaluation 13 of the optical sensor 1 the light runtime of the transmitter 6 emitted, transmitted to an object transmitted light beams 5 and the received light beams reflected from the object 15 evaluated.

Der optische Sensor 1 ist in einem Gehäuse 16 integriert. In der Frontwand des Gehäuses 16 befindet sich ein Fenster 17, durch welches die Sendelichtstrahlen 5 und die Empfangslichtstrahlen 15 geführt sind.The optical sensor 1 is in a housing 16 integrated. In the front wall of the housing 16 there is a window 17 through which the transmitted light rays 5 and the received light beams 15 are guided.

Der optische Sensor 1 weist zur periodischen Ablenkung der Sendelichtstrahlen 5 eine Ablenkeinheit 18 auf. Mittels der Ablenkeinheit 18 werden die Sendelichtstrahlen 5 innerhalb eines Winkelbereichs abgelenkt, der im vorliegenden Fall 180° beträgt. Die Ablenkeinheit 18 weist einen motorisch getriebenen, um eine Drehachse D drehbaren Spiegel 19 auf, über welchen die Sendelichtstrahlen 5 und die Empfangslichtstrahlen 15 geführt sind.The optical sensor 1 indicates the periodic deflection of the transmitted light rays 5 a deflection unit 18 on. By means of the deflection unit 18 become the transmitted light rays 5 deflected within an angular range, which in the present case is 180 °. The deflection unit 18 has a motor-driven, about a rotational axis D rotatable mirror 19 on, over which the transmitted light beams 5 and the received light beams 15 are guided.

Durch die Drehbewegung des Spiegels 19 werden die Sendelichtstrahlen 5 in einer horizontalen Ebene geführt. Die Abmessungen des Fensters 17 definieren dabei den Winkelbereich, innerhalb dessen die Sendelichtstrahlen 5 in dieser Ebene geführt sind.By the rotation of the mirror 19 become the transmitted light rays 5 guided in a horizontal plane. The dimensions of the window 17 define the angle range within which the transmitted light rays 5 are guided in this level.

Dieser Winkelbereich sowie eine mit dem Distanzsensor noch erfassbare Maximaldistanz begrenzen den Überwachungsbereich 4, innerhalb dessen mit dem Flächendistanzsensor Objekte erfassbar sind.This angular range as well as a maximum distance still detectable with the distance sensor limit the monitoring area 4 , within which objects can be detected with the area distance sensor.

Analog zur Ausführungsform gemäß 1 weist der optische Sensor 1 gemäß 2 eine der Rechnereinheit 13 zugeordnete Sicherheitsausgangsschaltung 14 auf, über welche insbesondere Schaltsignale zur Steuerung des Arbeitsgerätes ausgehbar sind.Analogous to the embodiment according to FIG 1 points the optical sensor 1 according to 2 one of the computer unit 13 associated safety output circuit 14 on, in particular switching signals for controlling the implement are embarrassed.

3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Sicherheitsausgangsschaltung 14 für die optischen Sensoren 1 gemäß den 1 und 2. Mit der Sicherheitsausgangsschaltung 14 wird im fehlerfreien Fall ein über einen Schaltausgang 20 ausgebbares Schaltsignal zur Deaktivierung oder Aktivierung eines Arbeitsgerätes generiert, welches dem im optischen Sensor 1 generierten Objektfeststellungssignal entspricht. 3 shows a first embodiment of the safety output circuit 14 for the optical sensors 1 according to the 1 and 2 , With the safety output circuit 14 is in error-free case via a switching output 20 outputable switching signal for deactivation or activation of a working device generated, which in the optical sensor 1 generated object detection signal corresponds.

Die Sicherheitsausgangsschaltung 14 wird mit einer Versorgungsspannung U_B versorgt, die über eine Diode 21 in die Sicherheitsausgangsschaltung 14 eingespeist wird. Als Endstufe zur Schaltung des Schaltausgangs 20 weist die Sicherheitsausgangsschaltung 14 einen Halbleiter-Schalter 22 auf, der im vorliegenden Fall von einem Leistungstransistor gebildet ist. Die Dioden 23, 24 und der Widerstand 25 bestimmen den maximalen Strom durch den Halbleiter-Schalter 22 und bilden mit diesem eine Konstantstromquelle.The safety output circuit 14 is supplied with a supply voltage U _B , which via a diode 21 in the safety output circuit 14 is fed. As output stage for switching the switching output 20 indicates the safety output circuit 14 a semiconductor switch 22 on, which is formed in the present case of a power transistor. The diodes 23 . 24 and the resistance 25 determine the maximum current through the semiconductor switch 22 and form with this a constant current source.

Dem Halbleiter-Schalter 22 ist ein über einen Widerstand 26 an der Versorgungsspannung anliegender Steuer-Transistor 27 zugeordnet. Dieser Steuer-Transistor 27 steuert in Abhängigkeit der Basis-Emitter-Spannung des Halbleiter-Schalters 22 eine Verriegelungsschaltung an, die von zwei weiteren Transistoren 28, 29 gebildet ist. Der zweite Transistor 29 ist über einen Widerstand 30 mit dem Steuer-Transistor 27 verbunden.The semiconductor switch 22 is one about a resistance 26 at the supply voltage applied control transistor 27 assigned. This control transistor 27 controls in dependence of the base-emitter voltage of the semiconductor switch 22 a latch circuit connected to two other transistors 28 . 29 is formed. The second transistor 29 is about a resistance 30 with the control transistor 27 connected.

Zur Funktionsprüfung des Halbleiter-Schalters 22 wird von der Rechnereinheit 13 ein erstes Steuersignal U_S1 generiert, welches über Widerstände 31, 32, 33, 34 und einen weiteren Transistor 35 dem Halbleiter-Schalter 22 zugeführt wird. Die Widerstände 31, 32, 33 und der Transistor 35 bilden dabei eine Konstantstromquelle zur Ansteuerung des Halbleiterschalters 22. Über das Signal U_S1 wird diese Konstantstromquelle ein- oder ausgeschaltet und der Halbleiterschalter 22 entsprechend gesteuert. Der Transistor 35 ist über einen weiteren Widerstand 36 mit dem zweiten Transistor 29 der Verriegelungsschaltung verbanden. Das durch das Steuersignal generierte Mess-Signal U_mess am Schaltausgang 20 des Halbleiter-Schalters 22 wird über einen von zwei Widerständen 37, 38 gebildeten Spannungsteiler und einen nicht dargestellten Analog-Digital-Wandler in die Rechnereinheit 13 rückgelesen. An den Spannungsteiler schließt eine Schutzdiode 39 an. Eine weitere nicht dargestellte Schutzdiode kann in der Rückführleitung, über welche das Mess-Signal U_mess zur Rechnereinheit 13 zurückgeführt ist, vorgesehen sein.For functional testing of the semiconductor switch 22 is from the computer unit 13 generates a first control signal U _S1 , which via resistors 31 . 32 . 33 . 34 and another transistor 35 the semiconductor switch 22 is supplied. The resistors 31 . 32 . 33 and the transistor 35 form a constant current source for driving the semiconductor switch 22 , Via the signal U _S1 , this constant current _source is switched on or off and the semiconductor switch 22 controlled accordingly. The transistor 35 is about another resistance 36 with the second transistor 29 the locking circuit connected. The generated by the control signal measurement signal U _mess at the switching output 20 of the semiconductor switch 22 is over one of two resistors 37 . 38 formed voltage divider and an analog-to-digital converter, not shown in the computer unit 13 read back. At the voltage divider closes a protective diode 39 at. Another protective diode, not shown, in the return line, via which the measuring signal U _mess to the computer unit 13 is returned, be provided.

Der Halbleiter-Schalter 22 ist über eine Sicherung 40 an den Schaltausgang 20 angeschlossen. Weiterhin sind an den Schaltausgang 20 Schaltmittel 41 angeschlossen, die von einem Relais, einem Transistor oder dergleichen gebildet sein können. Die Schaltmittel 41 werden mit Steuersignalen U_S2 von der Rechnereinheit 13 angesteuert.The semiconductor switch 22 is about a backup 40 to the switching output 20 connected. Furthermore, to the switching output 20 switching means 41 connected, which may be formed by a relay, a transistor or the like. The switching means 41 be with control signals U _S2 from the computer unit 13 driven.

Die Schaltmittel 41 der Sicherheitsausgangsschaltung 14 bilden einen Low-Side-Treiber, mit welchen der Schaltausgang 20 auf seinen Low-Pegel geschaltet wird. Der restliche Teil der Sicherheitsausgangsschaltung 14 gemäß 3 bildet einen High-Side-Treiber, mittels dessen zur Generierung des High-Pegels am Schaltausgang 20 dieser mit einer entsprechenden Spannung beaufschlagt wird. Der den High-Side-Treiber bildende Teil der Sicherheitsausgangsschaltung 14 ist in 4 separat dargestellt. Dieser High-Side-Treiber kann mit unterschiedlichen Low-Side-Treibern kombiniert werden.The switching means 41 the safety output circuit 14 form a low-side driver, with which the switching output 20 is switched to its low level. The remainder of the safety output circuit 14 according to 3 forms a high-side driver, by means of which to generate the high level at the switching output 20 this is acted upon by a corresponding voltage. The part of the safety output circuit forming the high-side driver 14 is in 4 shown separately. This high-side driver can be combined with different low-side drivers.

Der Halbleiter-Schalter 22 bildet die Endstufe der Sicherheitsausgangsschaltung 14, mittels deren der jeweilige Schaltzustand des binären Schaltsignals in Form des High- oder Low-Pegels ausgegeben wird. Im fehlerfreien Fall entspricht der Schaltzustand des Schaltsignals dem Schaltzustand des Objektfeststellungssignals.The semiconductor switch 22 forms the output stage of the safety output circuit 14 , By means of which the respective switching state of the binary switching signal is output in the form of the high or low level. In the error-free case, the switching state of the switching signal corresponds to the switching state of the object detection signal.

Der Halbleiter-Schalter 22 dient nicht nur zur Schaltung des Schaltausgangs 20, sondern bildet zugleich einen Sensor zur Erkennung von Überlastzustän- den, insbesondere thermischen Überlastungen.The semiconductor switch 22 not only serves to switch the switching output 20 but also forms a sensor for detecting overload conditions, in particular thermal overloads.

Dabei bestimmt die von den Dioden 23, 24 und dem Widerstand 25 gebildete Konstantstromquelle den maximalen Strom durch den Halbleiter-Schalter 22 und bildet so eine Abschaltschwelle für den Halbleiter-Schalter 22. Wird die Abschaltschwelle überschritten oder wird der Halbleiter-Schalter 22 erheblich heißer als der Strom-Transistor 27, so wird der Steuer-Transistor 27 leitend. Dadurch wird mittels des Steuer-Transistors 27 die Verriegelungsschaltung angesteuert, wodurch der Halbleiter-Schalter 22 in einen selbsthaltenden Verriegelungszustand überführt wird. Zur Verriegelung des Halbleiter-Schalters 22 wird durch den leitenden Steuer-Transistor 27 der Strom von den Transistoren 28, 29 übernommen, so dass der Halbleiter-Schalter 22 nicht mehr angesteuert und damit dauerhaft verriegelt wird.It determines the of the diodes 23 . 24 and the resistance 25 Constant current source formed the maximum current through the semiconductor switch 22 and thus forms a turn-off threshold for the semiconductor switch 22 , If the switch-off threshold is exceeded or becomes the semiconductor switch 22 considerably hotter than the current transistor 27 so becomes the control transistor 27 conductive. This is done by means of the control transistor 27 the latch circuit is driven, causing the semiconductor switch 22 is transferred to a latched latch state. For locking the semiconductor switch 22 is through the conductive control transistor 27 the current from the transistors 28 . 29 taken over, leaving the semiconductor switch 22 no longer activated and thus permanently locked.

Der Halbleiter-Schalter 22 verbleibt insbesondere unabhängig von der Funktion der Rechnereinheit 13 im selbsthaltenden Verriegelungszustand, so dass im auftretenden Fehlerfall gewährleistet ist, dass das Schaltsignal am Schaltausgang 20 auf dem Low-Pegel bleibt und damit das angeschlossene Arbeitsgerät deaktiviert ist und sich damit im sicheren Zustand befindet. Der Verriegelungszustand des Halbleiter-Schalters 22 kann nur durch Abschalten der Versorgungsspannung U_B oder durch Deaktivierung und anschließende Aktivierung der Steuersignale U_S1 aufgehoben werden, wodurch ein unkontrolliertes Einschalten des Halbleiter-Schalters 22 und damit verbunden eine unkontrollierte Aktivierung des Arbeitsgerätes vermieden wird.The semiconductor switch 22 in particular remains independent of the function of the computer unit 13 in the latching latch state, so that it is ensured in the event of an error that the switching signal at the switching output 20 remains at the low level and thus the connected implement is disabled and thus is in the safe state. The lock state of the semiconductor switch 22 can be canceled only by switching off the supply voltage U _B or by deactivation and subsequent activation of the control signals U _S1 , whereby an uncontrolled turning on the semiconductor switch 22 and associated with an uncontrolled activation of the implement is avoided.

Zur weiteren Erhöhung der Funktionssicherheit der Sicherheitsausgangsschaltung 14 kann der Halbleiter-Schalter 22 mittels der Schaltmittel 41 in den Verriegelungszustand beziehungsweise in den Kurzschluss geschaltet werden, falls der Halbleiter-Schalter 22 beispielsweise aufgrund fehlerhafter Komponenten der Sicherheitsausgangsschaltung 14 nicht innerhalb einer vorgegebenen Reaktionszeit abschaltet. Alternativ kann die Verriegelung des Halbleiter-Schalters 22 mittels der Sicherung 40 erfolgen. Die Kontrollfunktion wird zweckmäßig von der Rechnereinheit 13 aus gesteuert.To further increase the reliability of the safety output circuit 14 can the semiconductor switch 22 by means of the switching means 41 be switched to the lock state or in the short circuit, if the semiconductor switch 22 for example due to faulty components of the safety output circuit 14 does not shut off within a given reaction time. Alternatively, the latch of the semiconductor switch 22 by means of the fuse 40 respectively. The control function is expediently from the computer unit 13 controlled from.

Mittels der Schutzdiode 39 und der gegebenenfalls im Rücklesekanal des Mess-Signals vorgesehenen weiteren Schutzdiode können Leckströme bei Auftreten von Common-Mode-Fehlern begrenzt werden.By means of the protective diode 39 and optionally provided in the readback channel of the measurement signal further protection diode leakage currents can be limited when common mode errors occur.

Mittels der in der Rechnereinheit 13 generierten Steuersignale U_S1, U_S2 ist einerseits die Funktion des Halbleiter-Schalters 22 direkt überprüfbar und des Weiteren die Funktion der Schutzdiode 39. Die Funktionsüberprüfung erfolgt fortlaufend innerhalb einer vorgegebenen Zykluszahl. Die Steuersignale U_S1 werden direkt dem Halbleiter-Schalter 22 zugeführt und über den Spannungsteiler direkt als Mess-Signale U_mess in die Rechnereinheit 13 rückgelesen. Weiterhin werden durch die auf die Schaltmittel 41 geführten Steuersignale U_S2 Mess-Signale generiert. Die in die Rechnereinheit 13 rückgelesenen Mess- Signale werden dort bezüglich ihrer Signalform untersucht. Daraus kann ermittelt werden, ob der Halbleiter-Schalter 22 und die Schutzdiode 39 fehlerfrei arbeiten.By means of in the computer unit 13 generated control signals U _S1 , U _S2 on the one hand, the function of the semiconductor switch 22 directly verifiable and further the function of the protection diode 39 , The function check is carried out continuously within a given cycle number. The control signals U _S1 are directly the semiconductor switch 22 supplied and via the voltage divider directly as measurement signals U _mess in the computer unit 13 read back. Furthermore, by the on the switching means 41 guided control signals U _S2 generates measurement signals. The in the computer unit 13 read back measurement signals are examined there in terms of their waveform. From this it can be determined if the semiconductor switch 22 and the protection diode 39 work without errors.

11: Optischer Sensoroptical sensor
22: Sendereinheittransmitter unit
33: Empfängereinheitreceiver unit
44: Überwachungsbereichmonitoring area
55: SendelichtstrahlenTransmitted light beams
66: Sendertransmitter
77: Erstes Gehäusefirst casing
88th: Fensterwindow
99: SendersteuereinheitTransmitter controller
1010: Empfängerreceiver
1111: Zweites Gehäusesecond casing
1212: Zweites Fenstersecond window
1313: Rechnereinheitcomputer unit
1414: SicherheitsausgangsschaltungSafety output circuit
1515: EmpfangslichtstrahlenReceiving light rays
1616: Gehäusecasing
1717: Fensterwindow
1818: AblenkeinheitDeflector
1919: Spiegelmirror
2020: Schaltausgangswitching output
2121: Diodediode
2222: Halbleiter-SchalterSemiconductor switch
2323: Diodediode
2424: Diodediode
2525: Widerstandresistance
2626: Widerstandresistance
2727: Steuer-TransistorControl transistor
2828: Transistortransistor
2929: Transistortransistor
3030: Widerstandresistance
3131: Widerstandresistance
3232: Widerstandresistance
3333: Widerstandresistance
3434: Widerstandresistance
3535: Transistortransistor
3636: Widerstandresistance
3737: Widerstandresistance
3838: Widerstandresistance
3939: Schutzdiodeprotection diode
4040: Sicherungfuse
4141: Schaltmittelswitching means
DD: Drehachseaxis of rotation
U_B U _B: Versorgungsspannungsupply voltage
U_mess U _mess: Mess-SignalMeasuring signal
U_S1 U _S1: Steuersignalecontrol signals
U_S2 U _S2: Steuersignalecontrol signals

Claims

Optical sensor for detecting objects in a surveillance area ( 4 ), with at least one transmitted light beam ( 5 ) emitting at least one receiving light beams ( 6 ) receiving recipients ( 10 ) and with at least one computer unit ( 13 ), in which a binary object detection signal is generated in response to the received signals at the output of the at least one receiver, wherein the at least one computer unit ( 13 ) at least one safety output circuit ( 14 ) with a semiconductor switch ( 22 ), which by means of the object detection signal for generating a via a switching output ( 20 ) switchable switching signal for activating and deactivating a working device, wherein the semiconductor switch ( 22 ) by in the at least one computer unit ( 13 ) is tested and overload conditions of the semiconductor switch ( 22 ) by evaluating its output signals in the safety output circuit ( 14 ) are detectable, and wherein the semiconductor switch ( 22 ) is converted to an error locked by a final stage of the at least one safety output circuit in an unlocked locking state.

Optical sensor according to claim 1, characterized in that the semiconductor switch ( 22 ) is formed by a power transistor.

Optical sensor according to one of claims 1 or 2, characterized in that the safety output circuit ( 14 ) for detecting the output signals of the semiconductor switch ( 22 ) a control transistor ( 27 ), wherein by means of the control transistor ( 27 ) one the final stage

Optical sensor according to one of claims 8 to 10, characterized in that the locking state of the semiconductor switch ( 22 ) can only be canceled by switching off the supply voltage or by deactivation and subsequent activation of the control signals.

Optical sensor according to one of claims 1 to 11, characterized in that the safety output circuit ( 14 ) at least one protective diode ( 39 ) for detecting leakage currents.

Optical sensor according to claim 12, characterized in that the protective diode ( 39 ) by means of the control signals of the computer unit ( 13 ) is verifiable.

Optical sensor according to one of claims 12 or 13, characterized in that by means of the protective diode ( 39 ) in case of occurring common-mode errors in the safety output circuit ( 14 ) flowing leakage currents can be limited to a maximum value.

Optical sensor according to one of claims 1 to 14, characterized in that these two mutually monitoring computer units ( 13 ) having.

Optical sensor according to one of claims 1 to 15, characterized in that these two safety output circuits ( 14 ) having.

Optical sensor according to one of claims 1 to 16, characterized in that this of a light grid or formed a surface distance sensor is.